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【管理学视频课程】精益生产的本质--《可以量化的管理学》
在广义动量定理Fαt=nmV中，增加广义速度V，可以增加成果nmV。有三大生产方法可以增加广义速度V，分别为福特的流水线生产，精益生产（大野耐一的丰田生产方式）和高德拉特的TOC制约理论。
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加快产出速度V是工厂的主要目标，高德拉特说：“加快流动（或缩短生产所需时间）是工厂的主要目标。”；大野耐一说：“我们所做的，其实就是注意从接到顾客订单到向顾客收帐这期间的作业时间，由此剔除不能创造价值的浪费，以缩短作业时间。”
三种生产理论是广义动量定理与系统思考的结合，广义动量定理用来产生成果nmV，系统思考用来指导何时产生，产生多少，产生什么样的成果才能使系统的产出最大化。在三大生产理论中，以广义动量定理所阐述的工业工程来增加成果，以系统思考的负反馈来指导生产。
在世界三大生产理论中，最先出现的是福特的流水线生产，它通过增加工序之间的流动速度来增加系统的产出，通过空间作为缓冲来防止过量生产。丰田的大野耐一受到福特流水线生产的启发，创立了丰田生产方式，他使用库存作为缓冲来解决多样化产品的需求，通过看板来实现需求信息向上游反馈，从而指导上游工序的生产。詹姆斯 P. 沃麦克团队通过研究丰田生产方式和流水线生产，创立了精益生产，它是这两种理论融合的产物。它在不同的环节使用空间或者库存作为缓冲，并且将二者的理论进行了简化，得到了著名的精益生产五原则。以色列物理学家艾利·高德拉特深入研究了流水线生产和丰田生产方式，以时间缓冲代替空间和库存缓冲，创立了TOC制约理论，并且给出了聚集五步骤，时间缓冲的概念在逻辑上相对好理解一些。这三大生产理论的模型都是负反馈模型，通过目标缓冲和实际缓冲的偏差来指导生产什么，生产多少以及何时生产。
缓冲就是提前生产一些在制品，这样下道工序需要这些在制品时，可以直接从上道工序取走，减少等待时间，加快产品的交付速度。缓冲除了可以加快响应速度，还能防止过量生产以及防止扰动（墨菲效应）。缓冲越大，此道工序发生问题时，只要在剩余缓冲时间内修复好，那么就不影响整个系统的产出，缓冲越大，系统抗扰动能力越大。但是缓冲即库存，是负债，缓冲越多，负债越多，所以需要一个合适的缓冲，既能有效抵抗扰动，又能降低负债。当缓冲设置成一个目标时，实际生产量等于目标缓冲，就停止生产，这样就能防止过量生产，从而避免局部效率。系统的有效产出有瓶颈工序决定，局部效率不能增加系统的产出，相反增加了负债，过多的在制品会使生产产生混乱。
生产的速度如何确定呢？在福特的流水线建立时期，客户的需求速度大于流水线的产出速度，供给小于需求，所以流水线以最大速度进行产出。到了后期，客户的需求速度有时小于供给速度，那么如何确定供给速度呢？在丰田生产方式和精益生产中，客户的需求速度决定工序的节拍速度V，工序按照节拍进行生产。为了尽可能减少浪费，多余的产能也被利用。多余的人力产能，培训这些人成为多能工，这样就能将剩余的时间做其他工作。对于设备，增加其快速换模的功能，这样就能将剩余的产能用于生产其他产品。在TOC制约理论中，客户的需求速度V决定了系统的产出速度，瓶颈工序按照客户需求速度进行生产。如果瓶颈速度小于客户需求速度，那么就通过聚焦五步骤来增加瓶颈速度。非瓶颈工序多余的产能，短期来说，多余的人力的设备在完成瓶颈需要的工作后休息，长期来说，TOC通过增加客户的需求来利用这多余的产能。
6.8.3 精益生产（LP）精益生产（Lean Production，简称LP）是美国麻省理工学院数位国际汽车计划组织的专家对日本“丰田JIT（Just In Time）生产方式”的研究而命名的生产方法。
精益生产的5个原则：
1）价值：精确的定义特定产品的价值。
2）价值流：识别出每种产品的价值流。
3）流动：使价值不断流动。
4）拉动：让顾客从生产方面拉动价值。
5）尽善尽美：永远的追求尽善尽美。
如何通过广义动量定理和系统思考来分析精益生产的5个原则呢？广义动量定理用来分析如何产生和增加成果，系统思考用来分析各种因素的交互影响。这两种方法改如何使用呢？
1）价值：精确的定义特定产品的价值。
图6-24 价值
定义价值就是定义顾客所需要的产品质量m，这是生产出的产品需要达到的目标。从广义动量定理的角度说，定义价值就是定义广义动量定理Fαt=nmV成果nmV中的m，指出了主体通过力量F、方法α、时间t和力量的作用点而要达到的目标。
2）价值流：识别出每种产品的价值流。
图6-24 价值流
价值流是产生价值m的过程，价值从原始价值m1增值到m2，从m2增值到mi，经过多个增值过程，最后增值到目标价值m。而从原始价值m1，最后增值到目标价值m的过程就是价值流。也就是广义动量定理的过程市场Fαt，不能产生价值m的过程应该减少到最小，这一点和工业工程中介绍减少动作路程的道理是相同的。减少不必要的步骤可以加快产品的产出速度而提高产出量，也可以减少占用时间，人力和物料等的成本，这和TPS中所说的“消除一切浪费”的思想是相同的。
3）流动：使价值不断流动。
图6-24 流动
增加流动速度可以增加产出成果。从广义动量定理Fαt=nmV的角度说，速度V越大，成果nmV越大。每一个增加价值的过程也是广义动量定理增加成果的过程，没有过程四要素力量F，方法α，时间t和作用点，成果不可能发生变化。从TOC制约理论的角度说，系统的产出由瓶颈决定，瓶颈的速度决定了系统的产出速度，而当局部速度大于瓶颈速度时，并不能增加系统的产出，反而会增加库存而掩盖问题。那么是谁决定系统产出速度的上限呢？是客户的需求速度，超过客户需求的产出速度只能产生库存。在丰田生产方式和精益生产中，如何处理局部速度高于瓶颈速度的地方呢？它们通过多能工和快速换模来实现人和设备的富余被使用，因为从TPS和精益生产的角度说，超出功能需求的能力而不被使用就是浪费，不符合精益的思想。人超出的工作能力和时间可以用来做其他的事情，这是多能工的精髓；而设备超出的能力也可以加工其他零件，通过快速换模来减少时间转换的损失。所以在TPS和精益生产中，通过使个生产单元的速度V相等来平衡产能，从而使产出最大化。每一个生产单元表示价值的增值过程，然后通过箭头的方向将物流流动到下一个生产单元。
4）拉动：让顾客从生产方面拉动价值。
图6-24 拉动
让顾客拉动价值是为了指导生产客户马上需要的产品，而不是客户不需要的产品，这样可以减少库存，从而减少负债，增加系统的有效产出。物流是从上一个生产单元流到下一个生产单元，而从下一个单元取走上一个单元的零部件后，信息流从下一个单元反馈到上一个单元，反馈的信息包括取走器件的型号和数量等，这一个信息就是指导上一个单元生产同样数量的此型号产品，从而形成了价值的拉动而不是推动过程。按照精益生产的思想，它融合了丰田管理方式和流水线的精髓，在能创造连续流的地方就使用流动原则，这是流水线的思想，在不能流动的地方就在这道工序前增加超市库存，也是是库存缓冲，来保证下游的流动。
图6-24 拉动的一道工序
每个生产单元均可以通过上图的负反馈过程表示，每一个单元对于每一种产品都有一个目标库存量，当剩余库存量小于目标库存量时开始生产；当剩余库存量等于目标库存量时停止生产，这样既可以保证整条生产流程的速度一致，也可以防止过量生产产生负债和扰乱生产秩序。目标生产量=目标库存量-剩余库存量=目标库存量-（原库存量-下道工序取走的量）=目标库存量-原库存量+下道工序取走的量，如果原库存量与目标库存量相等，那么生产的数量就是下道工序取走的量。单件流不一定是使系统产出最快的方法，有时经济批量比单件流使系统的产出更快，这一点会在后边进行分析。
5）尽善尽美：永远的追求尽善尽美。
图6-24 尽善尽美
尽善尽美是不断的优化上述四个过程，使成果nmV越来越大。通过减少目标库存，库存量减少，阻碍流动的问题就会向石头一样露出水面，消除这些阻碍流动的因素，就像移走了河流中减缓水流速度的石头，流动的速度会加快，产出成果nmV会增加。不断的减少目标库存和优化上述四个过程，使成果nmV越来越大。
德国保时捷公司在董事长魏德卿的领导下，引入精益生产，使保时捷成为世界最赚钱的汽车公司。
6.8.3.1 精益理论在生产中的应用精益生产发展了TPS思想，在《学习观察：通过价值流图创造价值、消除浪费》提出的图析不是每个生产环节都需要使用看板来完成负反馈环，精益思想将TPS进行了简化，实施的方法也简化，使其实施更容易，且结果更好。
此处引用《学习观察：通过价值流图创造价值、消除浪费》书中的一个例子，并简要进行讲解。
例子：
阿克米冲压公司为汽车装配厂生产钢制转向管柱支架，该产品分为方向盘左侧、右侧两种类型，成品发往国家大道汽车装配厂。
顾客需求：每月18400件，其中：左侧转向支架12000件，右侧转向支架6400件。顾客工厂每天按照两班运转；每个货盘中有20件产品，一个货箱最多可以放10个货盘，顾客以货盘为单位订货。每天用卡车向顾客发一次货。
阿克米工厂数据
工作时间：每月工作日20天，所有生产部门每天两班，每班8小时，必要时可以加班，每班有2个10分钟休息，在休期间，手动机停止工作，午餐不计入工作时间。
生产工序：该产品的工序包括冲压、点焊1工位、点焊2工位、装配1工位、装配2工位和发运。
根据客户和阿克米公司的情况绘制价值流现状图（如图6-14所示）：
图6-14 阿克米公司价值流现状图
通过对客户需求，供应商情况和企业的自身情况绘制出企业的价值流现状图（如图6-15所示）。
图6-15 阿克米公司价值流未来图
通过精益价值流的分析，绘制出价值流的未来图。从图中可以看出生产交付期从23.6天缩短到5天。此工程的未来价值流图包含3个负反馈，包括供应商环，冲压环和定拍环。每一个拉动系统的超市都对应着一个负反馈环（如图6-16所示）。
图6-16 阿克米公司的价值流环
以精益思想的5个原则来分析这个例子，
1）定义什么是价值。
也就是质量m，价值为生产的左右管柱支架。数量n为12000件左侧，6400件右侧，速度V为60秒/件（18400件/20天/2班=460件/班，27600秒（每班可用工作时间）/460件=60秒/件）。所以每天要产生的广义动量nmV为920件*管柱支架质量*60秒/件（其中920件中包含600件左侧支架和320件右侧之间）。
2）分析价值流。
收到供应商的钢材后，经过阿克米公司的冲压，点焊1，点焊2，装配1，装配2的这5道加工工序后，变成成品，然后发运到客户公司，这5道工序就是价值流，即价值的形成过程。每一道工序的数据情况在相对应的加工工序下进行了标明。
3）流动
通过分析，冲压时间为1秒，与节拍时间相差太大，不宜引入连续流。而两个焊接和两个装配的时间与节拍时间接近，可以引入连续流（如图6-17所示）。装配和点焊的总时间为187秒，而节拍时间为60秒，这样就需要3.12人来完成装配和点焊的工作，当前的4人有些浪费，通过工艺改良，将每个工人的单位工作时间减少到55秒，三人总时间为165秒，小于180秒（如图6-18所示）。
图6-17 当前周期时间
图6-18 工序改进后的周期时间
4）拉动
在不能引入连续流的地方使用超市，在冲压工序前有卷材超市，用于保证冲压工序有合适的工作库存缓冲，在冲压工序后有超市，用于保证焊接+装配工序的正常工作，在焊接+装配工序后有成品超市，用于保证有合适的发运缓冲，超市的作用和福特的空间缓冲，高德拉特的时间缓冲作用是相同的，保证下道工序不挨饿，可以正常工作，超市的大小取决于现场的墨菲效应和节拍等，超市的库存量不宜过大，过大则在制品过多，易造成生产混乱，并且库存是负债，需要减少；库存也不宜过少，过少的话，一旦发生墨菲效应，下道工序就马上停工，影响系统的总产出。超市是一个负反馈系统，输入的大小为超市的目标库存大小，而生产的目标是偏差库存，偏差库存=目标库存-实际库存（如图6-19所示）。
图6-19 超市拉动系统
5）尽善尽美
减少各道工序的换模时间，增加开机率到100%，可以减少生产总时间，这一点作者将在‘经济批量与单件流’的章节中进行论述。通过均衡生产，降低库存量，缩短交货期。各道工序的都可以通过不断改善，从而缩短交货期。
精益价值流图析中，使用反E来表示超市，与TPS的拉动系统功能是相同的；而先入先出的管道与福特流水线的空间缓冲道理相同，管道有大小容量的限制，达到限制时，停止生产，是负反馈系统。在某些情况下，超市并不适用，比如顾客定制的产品、保质期短的材料，或者很少用的昂贵零件等，就可以使用管道代替超市。精益价值流图使精益生产更容易理解和实施（如图6-20所示）。
图6-20 先入先出管道
精益生产适用条件：产品多样，需求较小但稳定的产品。
京公网安备 11010802022788号
